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超分子リビング重合に基づく革新的超分子ポリマーの開発とその応用

Research Project

Project/Area Number 15J10660
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Kang Jiheong (2017)  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

KANG JIHEONG (2015-2016)  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsコランニュレン / supramolecular chemistry / polymerization
Outline of Annual Research Achievements

超分子ポリマーの精密重合ならびに、高靱性・自己修復能 を有したエラストマー開発を行った。
コランニュレンというお椀状π共役分子に導入したアミド基が形成する分子内水素結合と、それを利用したコランニュレンの光学分割に関して研究を行った。通常π共役分子に対称にアミド基を導入すると、分子間で水素結合を形成し、超分子ポリマーが形成される。コランニュレンのお椀構を利用することで、適切な条件下では分子内水素結合を速度論的に優先できることを実証し、非極性溶媒中でも単量体として単離できることがわかった。また側鎖に不斉点を導入することで、コランニュレンのキラリティーを偏らせられることを見いだした。
さらにコランニュレンをモノマーとして、新たに開発した開始剤を組み合わせることで、連鎖重合型超分子重合を実現した。また不斉炭素を導入した開始剤を用いることで、得られるポリマー内でコランニュレンのキラリティーを100%選択できることを示し、立体選択的超分子重合を実現させた。
加えて、水素結合型超分子ポリマーを利用し、高靭性と自己修復能を両立したエラストマーを開発した。強度の異なる二種類の水素結合を共存させることで、弱い方の水素結合が犠牲結合として働き、高靱性を実現できることがわかった。絶縁性の高いポリジメチルシロキサンをベースに設計することで、フレキシブルエレクトロニクスへ応用が期待できる。
結論として、分子設計戦略を工夫することで超分子重合・超分子ポリマーの可能性を拡張させることに成功した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A rational strategy for the realization of chain-growth supramolecular polymerization2015

    • Author(s)
      Jiheong Kang, Daigo Miyajima, Tadashi Mori, Yoshihisa Inoue, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida
    • Journal Title

      Science

      Volume: 347 Issue: 6222 Pages: 646-651

    • DOI

      10.1126/science.aaa4249

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Open-closed Switching of Synthetic Tubular Pores2015

    • Author(s)
      Yongju Kim, Jiheong Kang, Yanqiu Wang, Ying He, Myongsoo Lee
    • Journal Title

      Nature Communication

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 8650-8650

    • DOI

      10.1038/ncomms9650

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Left-and Right-handed Supramolecular Helices from Single Chiral Monomers2015

    • Author(s)
      Jiheong Kang, Daigo Miyajima, Takuzo Aida
    • Organizer
      4th International Supramolecular System Symposium (ISSS)
    • Place of Presentation
      Chang Chun (China)
    • Year and Date
      2015-09-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Selective Synthesis of Left-and Right-handed Supramolecular Helices from Single Chiral Monomers Using Pathway Controls in Helical Polymerization2015

    • Author(s)
      Jiheong Kang, Daigo Miyajima, Takuzo Aida
    • Organizer
      Gordon Research Conference in Artificial molecular switches and motors
    • Place of Presentation
      Easton (U.S.A)
    • Year and Date
      2015-06-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 超分子ポリマーを精密につくる

    • URL

      http://www.chem-station.com/blog/2015/02/supramolecularpolymerization.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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